资源简介

2022-2023学年高一劳动上册
第二单元劳动创造社会价值
土壤湿度调节仪装配教学案
一、教学目标
1、了解土壤湿度调节仪的工作原理，掌握装配的一般过程和方法。
2、合作完成土壤湿度调节仪的装配与测试，增强团队合作意识。
3、关注设备装配过程中的水、电的安全出来，树立安全责任意识。
二、教材分析
我国的智能化灌溉，智能化温室管理等都是聪明农业的典范。智能化灌溉是人类对植物的生长特性和需求的了解，对生态系统的了解，而研发出来的农业灌溉的方式，比人工更加科学和方便。人类利用传感器采集大量的数据，随后将植物的生长习性进行科学化建立数据模型，并对植物的生长状况进行分析。这就是当今最流行的智慧农业，智慧农业是以知识和信息为基础。这节课准备制作一种土壤湿度调节仪，把它装配在蔬菜大棚中。
三、教学过程
㈠、劳动基础
土壤湿度传感器又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器。主要用来测量土壤相对含水量，做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护。土壤湿度传感器采用FDR频域反射原理。FDR(Frequency Domain Reflectometry)频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤相对含水量。
土壤湿度调节仪装配技能
（1）导线连接
用剥线钳将导线剥去绝缘皮，缠绕后用电烙铁均匀镀上一层焊锡，再用热缩管将该处包裹，最后用热吹风枪吹热缩管，直至其能牢固地包裹住导线连接处。
(2)布线。设备中的电缆布线要充分考虑空间因素，尽可能做到合理布局。除此之外，还要考虑电磁兼容、散热以及拆装方便等因素。布线时常用理线夹、扎带等对线缆按要求进行捆扎，再利用斜口钳、剪刀等工具进行剪切整理。
(3)安装部件。选择合适的连接材料和工具进行设备部件安装。带安装孔的部件可以直接用螺钉安装在设备外壳的合适位置，而设备中常有一些小元器件不适合用螺钉连接，这时可以尝试使用热熔胶进行小元器件的安装。
2.土壤湿度调节设备的装配过程。
根据规定的技术要求，将若干个零件结合成部件（部装）或若干个部件结合成产品（总装）的过程称为装配。一台设备通常由许多零件或者部件组成，可以适当进行模块化划分。例如，根据实际功能，可将土壤湿度调节设备划分为电源模块、控制模块、传感器检测模块、人机交互模块、执行模块等。
设备的模块化划分
1、电源模块
(为其他模块供电)
2、控制模块
(主控芯片负责数字信号和模拟信号输入输出)
3、传感器检测模块
(负责数字信号和模拟信号采集）
4、人机交互模块
(声音、图像、按键等)
执行模块(电机、水泵气泵灯、电磁继电器等)
一般设备的装配过程包括组装、调整、试验、检验和包装。组装人员应按照计提供的装配工艺卡、设计变更、设备安装使用说明书等资料的规定进行。
㈢、劳动场域
环境：劳动教育专用教室、蔬菜大棚模型。
材料：单片机、传感器A/D转换模块、电磁继电器模块、土壤湿度传感器等。
㈣、劳动过程
制定装配工艺流程
在组装前应先根据原始资料制订装配工艺流程。原始资料一般包括原理图、电路图、产品总装图、部件装配图等。装配工艺流程卡片是一种帮助清晰表达装配工艺流程的方法。
安装电路部件
1、在外壳的适当位置安装LED灯、蜂鸣器、旋钮开关等。
2、安装单片机、传感器A/D转换模块、电磁继电器模块以及1602A液晶显示器。这些部件有安装孔，可以直接使用自攻螺钉进行安装。
连接电路
1、准备好待连接的杜邦线，然后按照土壤湿度调节仪电路装配图连接电路。
2、用电工绝缘胶带、扎带、理线卡等材料将电路各部分有序地布置在外壳中。注意元器件布局电路走线的美观性、稳定性。
安装水泵进出水管
1、将进水管和出水管分别插在水泵的端口上，拧紧塑料螺母，将花洒喷头安装在出水口处。
2、将进水管管口和出水管管口都放入测试用的水盆中等待试验。微型直流隔膜水泵的电源适配器的输入电压为220V（交流），输出电压为12V（直流）。
编写电路工作程序
程序员检查确认端口设置，并按照程序框图为土壤湿度调节仪编写程序。同时，要与硬件安装同学保持交流，充分了解对方的设计意图。
测试电路运行状态
1、程序员将程序下载到单片机中。
2、将单片机通电，再将水泵通电，改变土壤传感器湿度，测试设备工作状态。
测试仪器整机工作
1、将微型隔膜水泵安装在合适地位置。
2、将进水管插入供水处，出水管对准土壤。
3、在土壤中安装湿度传感器，应避免水直接淋到湿度传感器。
4、检查好线路后打开电源，观察仪器电气和机械部分是否正常工作，调整后投入使用。
㈤劳动成果
1、劳动成果展示
将装配过程中团队合作精彩瞬间以及装配好的作品拍照展示出来吧！
劳动评价
评价内容 评价等级A 评价等级B 评价等级C 自评 互评
劳动规范 能熟练规范地使用各种工具，独立、安全、自主、规范地完成装配，并做到布局美观、工作精度高。 在老师和同学的提醒下，能规范使用工具，能独立规范地完成项目的装配和测试。 在与同学的合作过程中开始关注安全使用事项以及项目装配过程中的安全问题。
劳动成果 装配项目能够按照设计要求正常工作，电路装配布局美观，水泵安装在合适位置。 装配项目测试成功，并基本按照要求将电路装配在外壳中。 仅完成装配项目中的电路部分，且电路实现正常工作。
劳动态度 积极动手参与、能在小组中团结成员，并进行合理的创新劳动。 主动参与、细心认真，能够坚持完成整个仪器的装配和测试。 在同学和老师的鼓励和帮助下，配合小组成员完成仪器的装配和测试。
劳动习惯 全身心投入劳动，能够注意管理元器件和工具，始终保持良好的工作环境。 在劳动过程中比较专注，工作完成后及时整理桌面和工具。 能够在同学和老师的提醒下及时整理工作环境，归还工具。
四、教学小结
㈥劳动反思
1.你成功实现了大棚土壤湿度的实时监控、浇水自动化，说说艰辛劳动所创造的价值体现在哪里？
2.大棚模型中还可能加入什么传感器？有什么用途？
3、装配过程中出现的问题是
我的解决办法是
4、如果作品大量生产，如何规划基于装配线的装配流程？
五、布置作业
1、完成劳动评价和劳动反思。
2、通过因特网和新媒体技术了解更多土壤湿度调节仪的知识。
六、教学反思

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